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目的帕金森病(Parkinson’s disease,PD)以中脑黑质多巴胺能(dopaminergic,DA)神经元的大量丢失和α-synuclein(α-syn)为主要成分的路易小体(Lewy Body,LB)的形成为典型病理特征。PD患者在临床上常表现为静止性震颤、步态不稳、肌肉僵直等典型运动症状;以及便秘、恶心、嗅觉障碍、认知障碍等非运动症状。有关PD的病因及其发病机制的研究至今未有定论,可能涉及遗传、环境和年龄等多种因素。本实验通过对不同月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠灌胃鱼藤酮两个月,建立不同月龄-α-syn+/-(A53T)转基因-鱼藤酮的PD小鼠模型,研究遗传、老化、环境三个因素综合作用对小鼠行为、不同脑区PD样病理改变和肠道菌群的影响。方法1.鱼藤酮灌胃处理:分别在WT小鼠和α-syn+/-(A53T)转基因小鼠3月龄、9月龄、15月龄时,给予鱼藤酮灌胃,每周给药五天,持续两个月。灌胃结束后,继续饲养一个月,进行行为学评价,动物处死取材。2.行为学检测:开场实验评价小鼠的自发活动情况;爬杆实验检测小鼠的运动协调性和运动能力;疲劳转轮实验评价小鼠的运动耐力;嗅觉实验评价小鼠的嗅觉功能;三箱社交实验评价小鼠的社交认知功能。3.相关脑区PD样病理改变:免疫组化实验检测黑质DA神经元数目和脑内小胶质细胞活化情况。免疫荧光实验检测脑内人源α-syn(hα-syn)的表达、纤维化蛋白的水平以及γ-H2AX阳性颗粒的数量。β-半乳糖苷酶染色检测黑质神经细胞、嗅球僧帽细胞老化情况。Western blot检测嗅球组织中P16、γ-H2AX的表达水平。4.肠道菌群及功能改变:提取小鼠粪便DNA,通过实时定量RT-PCR检测肠道特定菌群数目的改变;通过测量粪便的干湿比重评价小鼠的粪便含水量;通过FITC-dextran4灌胃,检测小鼠血清中FITC-dextran4的水平,检测小肠黏膜通透性改变。5.小肠派尔结淋巴细胞亚群分析:提取小鼠小肠派尔结淋巴细胞,利用流式细胞仪对淋巴细胞亚群进行检测。结果1.鱼藤酮诱导不同月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠PD相关行为学评价:与野生型(WT)组、野生型给予鱼藤酮(WT+R)组、转基因(hα-syn)组相比,转基因联合鱼藤酮(hα-syn+R)组小鼠出现PD相关行为学改变;18月龄hα-syn+R组小鼠自发活动降低、运动协调性降低、运动耐力降低以及嗅觉功能障碍,社交识别能力下降更加明显。2.鱼藤酮诱导不同月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠相关脑区PD样病理改变:与WT组、WT+R组、hα-syn组相比,hα-syn+R小鼠相关脑区出现PD样病理改变。18月龄hα-syn+R小鼠黑质DA神经元数目明显减少;黑质、纹状体、嗅球hα-syn大量表达;18月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠黑质、嗅球蛋白纤维化增多。3.鱼藤酮诱导不同月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠相关脑区神经细胞老化:与WT组、WT+R组、hα-syn组相比,hα-syn+R小鼠黑质和嗅球细胞老化程度增加。18月龄hα-syn+R小鼠黑质老化神经细胞明显增加,黑质γ-H2AX阳性颗粒明显增多;嗅球僧帽细胞老化明显增加,细胞周期蛋白P16表达增加,DNA损伤蛋白γ-H2AX表达增加。4.鱼藤酮诱导不同月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠相关脑区炎症反应:与WT组、WT+R组、hα-syn组相比,hα-syn+R小鼠黑质、纹状体、嗅球小胶质细胞活化增加。18月龄hα-syn+R小鼠小胶质细胞活化更加显著。5.鱼藤酮诱导不同月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠小肠微生物菌群的变化:与WT组、WT+R组、hα-syn组相比,hα-syn+R小鼠肠道部分有益菌群数目降低,部分有害菌群数目增高。18月龄hα-syn+R小鼠表现为部分有益菌群数目更低,部分有害菌群数目更高。6.鱼藤酮诱导不同月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠派尔结淋巴细胞亚群的变化:与WT组、WT+R组、hα-syn组相比,6月龄hα-syn+R组小鼠小肠派尔结CD4+T淋巴细胞、CD8+T淋巴细胞、CD19+B淋巴细胞、CD4+CD25+Treg细胞数目均降低;12月龄hα-syn+R组小鼠小肠派尔结CD4+T淋巴细胞、CD8+T淋巴细胞、CD19+B淋巴细胞、CD4+CD25+Treg细胞数目出现不同程度的升高。7.鱼藤酮诱导不同月龄α-syn+/-(A53T)转基因小鼠小肠功能的改变:与WT组、WT+R组、hα-syn组相比,hα-syn+R小鼠粪便含水量降低,小肠黏膜通透性增加,小肠功能出现障碍。18月龄hα-syn+R小鼠小肠功能障碍更明显。结论1.鱼藤酮诱导不同月龄hα-syn转基因小鼠出现PD样的运动和非运动行为改变。随着年龄增加,这种PD样运动和非运动行为改变更加明显。2.鱼藤酮诱导不同月龄hα-syn转基因小鼠出现黑质DA神经元减少、脑内hα-syn大量表达以及神经细胞老化和小胶质细胞活化,这些改变表现出明显的年龄依赖性。3.鱼藤酮诱导不同月龄hα-syn转基因小鼠出现肠道菌群紊乱、派尔结淋巴细胞亚群改变以及小肠功能障碍,表现出明显的年龄依赖性。